ENIAC （世界上第一台通用计算机）

简介

ENIAC是图灵完全的电子计算机，能够重新编程，解决各种计算问题。第二次世界大战期间 ，宾夕法尼亚大学的John Mauchly博士和他的学生J. Presper Eckert应美国军方的要求构思和设计了ENIAC，并为美国陆军的弹道研究实验室（BRL）所使用，用于计算火炮的火力表。

基本概况

1946年2月14日，世界上第一台电脑ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生。第二次世界大战期间，美国军方要求宾州大学莫奇来(Mauchly)博士和他的学生爱克特(Eckert) 设计以真空管取代继电器的"电子化"电脑——ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Calculator电子数字积分器与计算器)，目的是用来计算炮弹弹道。这部机器使用了18800个真空管、70000个电阻器、10000个电容器、1500个继电器和6000个开关，长50英尺，宽30英尺， 占地1500平方英尺，重达30吨。它的计算速度快，每秒可从事5000次的加法运算，造价为487000美元，运作了九年之久。

研发历程

研发初期

第二次世界大战中，美国宾夕法尼亚大学莫尔学院电工系与阿伯丁弹道研究实验室共同负责为陆军每天提供六张火力表。每张表都要计算几百条弹道，而一个熟练的计算员用台式计算机计算一条飞行时间60秒的弹道要花20小时，用大型的微分分析仪也需15分钟。从战争一开始，阿伯丁实验室就不断地对微分分析仪作技术上的改进，同时聘用了二百多名计算员，即使这样，一张火力表也往往要算两三个月。在紧急任务的压力下，军方代表和学术代表都想尽办法寻求问题的解决。

1942年8月，莫尔学院的莫克利写了一份题为《高速电子管计算装置的使用》的备忘录，这实际上就成为ENIAC的初始方案，而当时负责阿伯丁实验室同莫尔电工系联系的军方代表正是莫克利的朋友戈尔斯坦，得知莫克利对电子计算机的设想，戈尔斯坦立即意识到这一设想对解决制造火力表的困难的巨大价值，于是他立即向有关军事部门作了汇报，并立即受到军事部门的重视。接着军事部门就要求莫尔学院草拟一份有关电子数字计算机的发展计划，莫尔学院的有关报告经过专家认定很快得到认可，于是军事部门立即予以极大的支持，从人力到财力全力支持ENIAC的研制。很快一个由青年科技工作者和科研组织人才组成的研制团队就成立了。1945年底，这台标志着人类计算工具历史性变革的巨型机器终于诞生。它起初是专门用于弹道计算，后来经过多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。

冯·诺依曼改进

ENIAC 诞生后，数学家冯•诺依曼提出了重大的改进理论，主要有两点：其一是电子计算机应该以二进制为运算基础，其二是电子计算机应采用存储程序方式工作，并且进一步明确指出了整个计算机的结构应由五个部分组成：运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置。冯·诺依曼针对ENIAC“执行快，计划慢”的缺点，天才地提出了把程序也像数据一样放在计算机中的光辉思想，即所谓“存储程序”概念，引起了计算机发展史上划时代的变化。冯•诺依曼的这些理论的提出，解决了计算机的运算自动化的问题和速度配合问题，对后来计算机的发展起到了决定性的作用。

军事应用

1946年7月，它被美国陆军军械兵团正式接受。为了翻新和升级存储器，ENIAC在1946年11月9日关闭，并在1947年转移到了马里兰州的阿伯丁试验场。1947年7月，它在那里重新启动，继续工作到1955年10月2日晚上11点45分。

发展应用

 1947年，贝尔实验室的肖克莱、巴丁、布拉顿发明点触型晶体管。1950年又发明了面结型晶体管。1956年，晶体管在计算机中使用，晶体管和磁芯存储器导致了第二代计算机的产生。1958年发明了集成电路(IC)，将三种电子元件结合到一片小小的硅片上，科学家使更多的元件集成到单一的半导体芯片上。1960年，出现了一些成功地用在商业领域、大学和政府部门的第二代计算机。 1964年，美国IBM公司研制成功第一个采用集成电路的通用电子计算机系列IBM360系统。1981年，IBM推出个人计算机(PC)用于家庭、办公室和学校。1984年，Apple Macintosh系列推出，Macintosh提供了友好的图形界面，用户可以用鼠标方便地操作。80年代，超大规模集成电路(VLSI)在芯片上容纳了几十万个元件，后来的ULSI将数字扩充到百万级。1993年，Intel公司推出了Pentium或称P5（中文译名为“奔腾”）的微处理器，它具有64位的内部数据通道。1993年，微软公司正式向全世界推出了划时代的Windows95操作系统。2001年，微软公司研发的操作系统Windows XP发布。2020年7月，中国科大在“神威·太湖之光”上首次实现千万核心并行第一性原理计算模拟。2022年10月9日，中国“天河”新一代超级计算机系统在这里正式运行启动。

争议事件

在国内的绝大部分媒体上都会出现世界上第一台电子计算机是上世纪1946年由美国人莫克利（John Mauchly）发明的ENIAC，但另一种说法却是：世界上第一台电子计算机是由美国爱荷华州立大学的约翰· 文森特·阿塔纳索夫（John Vincent Atanasoff）教授和他的研究生克利福特·贝瑞（Clifford Berry）先生在1937年至1941年间开发的“阿塔纳索夫-贝瑞计算机（Atanasoff-Berry Computer，简称ABC）”。